procesele de undă

Capitolul 19. Undele elastice

Oscilațiile excitate în orice punct al mediului (solid, lichid sau gazos) sunt distribuite în acesta cu o viteză finită, care depinde de proprietățile suportului, mediul fiind transferate de la un punct la altul. Cu cat particula este mediul de la sursa de vibrații, mai târziu va începe să oscileze. Cu alte cuvinte, faza de oscilație a particulelor sursă medie și mai diferiți unul de celălalt, cu atât mai mare această distanță. Studiind propagarea vibrațiilor nu este considerat discret structura (molecular) a mediului și mediul este considerat ca solid. t. e. distribuit în mod continuu în spațiu și care are proprietăți elastice.

Procesul de propagare a vibrațiilor într-un mediu continuu proces se numește unda (sau un val). Când mediul de propagare a undei de particule nu se mișcă împreună cu valul, și fluctuează în jurul valorii de pozițiile lor de echilibru. Împreună cu un val de la o particulă la orice alt mijloc decât transmis de mișcare vibratorie starea și energia. Prin urmare, proprietatea de bază a tuturor valurilor, indiferent de natura lor, fără transferul de energie este agentul de transfer.

Printre diferitele valuri, care apar în natură și tehnologie, tipurile lor sunt următoarele: un val de pe suprafața lichidului, elastică și undele electromagnetice. Undele elastice (sau mecanice) sunt numite perturbații mecanice se propagă într-un mediu elastic. Undele elastice sunt longitudinale și transversale. Valurile longitudinale ale particulelor medii oscilează în direcția de propagare a undei în plan transversal - în planuri perpendiculare pe direcția de propagare a undei.

unde longitudinale se pot propaga în medii în care există forță elastică de deformare compresiune și întindere m. E. solide, lichide și corpurile gazoase. unde transversale se pot propaga într-un mediu în care există o deformare elastică la o forță de forfecare, adică, de fapt, numai în solide ..; în lichide și gaze apar numai unde longitudinale, și în solide - atât în ​​plan longitudinal și transversal.

Valul elastic este numit armonic. în cazul în care particulele sale medii corespunzătoare sunt oscilații armonice. Fig. 220 prezintă un val de înmulțire transversal armonică la o viteză v-a lungul axei x. t. e. dependența dintre deplasarea particulelor medii implicate în procesul de val și x distanța dintre particule (de exemplu, particulele B) de la sursa de oscilații ON pentru anumite puncte fixe în timpul t. Deși graficul redus (x. T), similar cu graficul de oscilații armonice, dar acestea diferă în mod substanțial. grafic dependență Wavelength dă deplasarea tuturor particulelor mediului pe distanța de la sursa de vibrații la un moment dat, iar graficul oscilare - dependența deplasării particulelor în funcție de timp.

Distanța dintre particulele adiacente, oscilând în fază denumită lungimea de undă. (Ris.220). Lungimea de undă egală cu distanța care se extinde pentru o anumită fază a perioadei de oscilație t. E.

sau, având în vedere că T = 1 /. în cazul în care - frecvența de oscilație,

Dacă luăm în considerare procesul de undă mai în detaliu, este clar că nu numai particulele oscileaza de-a lungul axei x. și variază set de particule dispuse într-un anumit volum, adică. e. valul de înmulțire de la sursa de vibrații, acoperă mai mult zona de spațiu. Locul geometric al punctelor care se extind la vibrații la momentul t timp. Se numește Wavefront. Locus vibra în aceeași fază, numită suprafața de undă. val de suprafață poate fi realizată fără număr, iar Wavefront la fiecare punct de timp - unul. Partea frontală val este, de asemenea, suprafața de undă. În principiu, suprafețele de undă poate fi orice formă și în cel mai simplu caz, ele reprezintă un set de planuri paralele între ele, sau o multitudine de sfere concentrice. Prin urmare, unda se numește ploskoy sau sferic.